Mgr. Dušan Oravec
Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy, Bratislava
regionálne pracovisko Banská Bystrica,
Mládežnícka 36, 974 04 Banská Bystrica
tel.: +421/48/413 52 72
E - mail: vupu@isternet.sk
The aim of this paper is a presentation of Bonitation Soil Information System as the one of numerous (geo)information systems which is mantained, mended and updated in Soil Science and Conservation Research Institute in Bratislava /Slovak republic/. Here I demonstrate the significance of this system, application in practise as well as the possibility to apply products of Remote Sensing /aerial and satellite images/ by improving and increasig efficiency of this geographical information system in soil science.
Cieľom môjho príspevku je predstaviť vám jeden z (geo)grafických informačných systémov o pôde, konkrétne Bonitačný Informačný Systém - Pôda, ktorý spravuje, udržuje a aktualizuje Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdy Bratislava, ukázať aký má význam a využitie v praxi, ako i možnosti implementácie produktov ďiaľkového prieskumu Zeme /letecké, príp. družicové snímky/ pri skvalitnení a zefektívnení práce s týmto geografickým informačným systémom.
Vo Výskumnom ústave pôdoznalectva a ochrany pôdy Bratislava /regionálne pracoviská Banská Bystrica a Prešov/ používame a vytvárame niekoľko geo i negeograficky orientovaných informačných systémov /ďalej IS/ a databáz o pôde. Cieľom väčšiny týchto IS je snaha o čo najlepšie zefektívnenie, sprehľadnenie, racionálne využitie a usporiadanie poľnohospodárskeho pôdneho fondu /ďalej PPF/ na území Slovenskej republiky /ďalej SR/, jeho monitorovanie a pozorovanie zmien vývoja, ako aj zjednodušenie práce s pedologickou databázou a lepšie pochopenie súvislostí medzi pôdou - najvrchnejšou časťou zemskej kôry a ostatnými zemskými sférami /geosférami/, ako je atmosféra, hydrosféra, litosféra, biosféra a sociosféra /antroposféra, noosféra/, s ktorými má pôda nepretržitú látkovo-energetickú výmenu. Pôda, ktorá siaha od vrstvy nezmenených hornín až k vrstve nadložného humusu, predstavuje nielen trojrozmerné, ale i časové médium. Je jednou z podmienok vzniku a rozvoja života na Zemi. Pôda plní rôzne funkcie, či už produkčnú, akumulačnú, filtračnú, čistiacu, ekologickú, ako zdroj potravy pre živočíchy a človeka, ale aj ako kultúrne dedičstvo /archív dejín ľudskej spoločnosti a prírody/.
Vzhľadom na rozmanitosť IS a databáz o pôde /v našom ponímaní pôde na poľnohospodárskych plochách/ na našich pracoviskách, budem v tomto príspevku podrobne rozoberať iba Bonitačný informačný systém o pôde /ďalej BIS-P/ v Slovesnkej republike, na ktorom sa aj ja nepatrnou mierou podieľam, konkrétne čo sa týka udržiavania, aktualizovania a archivovania bonitačných máp pre regióny Žilinského a Banskobystrického kraja prevedených do digitálnej formy. Cieľom tohto geograficky orientovaného informačného systému je dokonalejšie poznanie a ohodnotenie /bonitácia, ocenenie/ poľnohospodársky využívaných pôd z hľadiska ich produkčnej schopnosti vyjadrenej v naturálnych úrodach hlavných plodín a v nákladoch potrebných na ich dosiahnutie. Spolu s monitoringom poľnohospodárskych pôd patrí BIS-P k najčastejšie používaným zdrojom informácií o našich pôdach pre vládne a iné inštitúcie zamerané hlavne na životné prostredie, ako aj pre rezorty štátnej správy.
Bonitačný informačný systém poľnohospodárskeho pôdneho fondu je tvorený dvoma navzájom na seba nadväzujúcimi časťami: časť pôdoznalecko-prírodovedná, t. j. súbor zdigitalizovaných máp bonitovaných pôdno-ekologických jednotiek /ďalej BPEJ/ a časť ekonomická, t. j. bonitačná banka dát /ďalej BBD/.
Úlohou pôdoznalecko-prírodovednej časti tohto spomenutého systému je zatriediť na mapách všetku poľnohospodársku pôdu do sústavy pôdno-ekologických jednotiek a v databázovej časti podrobne charakterizovať tieto jednotky. Úlohou ekonomickej časti BIS-P je zistiť údaje o ekonomickej úrodnosti PPF, priradiť tieto ukazovatele k definovaným pôdno-ekologickým jednotkám a vypracovať kritéria ich hodnotenia ako aj celkový systém ich bonitácie (Linkeš - Džatko, 1975).
Kartografickým podkladom zdigitalizovaných máp BPEJ sú Štátne mapy odvodené v mierke 1:5 000 v súradnicovom systéme JTSK. Na týchto mapách /väčšinou zmenšených do mierky 1:10 000/ bol vykonaný aj pôvodný Komplexný pôdoznalecký prieskum poľnohospodárskych pôd /KPP/ v rokoch 1961-1972, ktorý tvorí podklad súčasného pôdoznaleckého obsahu máp (Linkeš a kol., 1996). Predmetom mapovania bola celá poľnohospodárska pôda, ktorá je evidovaná podľa druhu pozemkov: orná pôda /OP/, lúky a pasienky /spolu tvoria trvalé trávnaté porasty, TTP/, sady, chmeľnice a vinice / spolu tvoria špeciálne kultúry/. Báza dát obsahuje údaje súradníc X, Y polygónov, opisujúcich hranice jednotlivých areálov BPEJ a ostatných plošných jednotiek: lesné, vodné, zastavané /intravilány/ a ostatné plochy, ktoré však neboli a ani nie sú predmetom záujmu VÚPU, ale spadajú do pôsobnosti iných rezortov štátnej správy, ich výmery, obvody a prislúchajúce kódy BPEJ. Areály BPEJ s planimetrickou rozlohou pod 0,25 ha neboli znázornené do máp veľkej mierky /1:5 000/. Báza dát neobsahuje v súčasnosti ešte údaje výškopisného a polohopisného charakteru za celé územie PPF v SR, ktoré by boli veľkým prínosom pri upresňovaní hraníc BPEJ na poľnohospodárskej pôde. Práca so zdigitalizovanými mapami BPEJ prebieha na našich pracoviskách prevažne v prostredí vektorovo orientovaných GISov: ArcInfo a ArcView.
Pod pojmom BPEJ sa rozumie pôdne a ekologicky relatívne najhomogénnejší územný celok (jednotka) BIS-P, ktorý vznikol pôsobením špecifických a jedinečných pôdnych, klimatických a reliéfotvorných podmienok. Prívlastkom " bonitovaná " je vyjadrený prvoradý zámer vzniku a využitia pôdno-ekologických jednotiek /PEJ/ pre účely bonitácie /oceňovania úrodnosti, bonity, stupňa produkčnej schopnosti/ poľnohospodárskych pôd. Bonitácia pôd vznikla teda z potreby určiť kvalitu jednotlivých druhov poľnohospodárskych pozemkov pre účely ocenenia pôdy k fiškálnym a odhadovým účelom pri kúpe, predaji a dedičnom konaní. Každá BPEJ je určená jej pôdno-klimatickými vlastnosťami, ktoré sú vyčlenené a zmapované na základe hodnotenia vlastností klímy, genetických pôd, pôdotvorných substrátov, zrnitosti /povrchového horizontu/ pôdy, obsahu skeletu /skeletovitosti, inými slovami kamenitosti alebo štrkovitosti/, hĺbky pôdy, svahovitosti /sklonitosti/ a expozície /orientácie/ územia k hlavným svetovým stranám. Na základe uvedených vlastností jednotlivých činiteľov pôdy boli vytvorené kombinácie 11 klimatických regiónov, 100 hlavných pôdnych jednotiek /HPJ/, 6 kategórií svahovitosti, 4 kategórie expozície, 4 kategórie skeletovitosti, 3 kategórie hĺbky pôdy a 5 kategórií zrnitosti pôdy (Demo a kol., 1998). Pri expozícii územia sa rozlišuje okrem orientácie k hlavným svetovým stranám /sever, juh, východ, západ/ aj to, či je skúmané územie bez orientácie k svetovým stranám, teda na rovine /Pozn. Rovina sa tu definuje územie so sklonom do 3o/. Východná a západná expozícia sa však nerozlišuje, t. j. majú rovnaký kód. Každá BPEJ sa vyjadruje 7-miestnym kódom. Napr. kód 0289442 značí dostatočne teplý, suchý, pahorkatinový klimatický región, v ktorom sa vytvorila pseudoglej modálna /starší termín oglejená pôda typická/ na polygénnych hlinách, stredne ťažká až ťažká pôda /hlinitá až ílovitohlinitá/ na svahu so sklonom 7-12o s južnou, východnou alebo západnou expozíciou, stredne skeletnatá pôda /obsah skeletu v povrchovom horizonte 25-50 %, v podpovrchovom horizonte 25-50 %/, stredne hlboká pôda /30-60 cm/. Pri vyčleňovaní hraníc jednotlivých BPEJ sa dodržiava zásada rovnocennosti všetkých hodnotiacich činiteľov pôdy. To znamená, že pri vyčleňovaní a areálov BPEJ nerozhodovali len genetické vlastnosti pôd /zrnitosť, skeletovitosť, hĺbka pôdy/, ale i vlasnosti klímy /teplotné a zrážkové pomery, potenciálny výpar/ a reliéfu /svahovitosť a expozícia/.
Obr. 1: Schematické znázornenie 7-miestneho kódu BPEJ
1. - 2. | 3.- 4. | 5. | 6. | 7. | pozícia v kóde a jej význam | rozsah |
XX | XX | X | X | X | 7-miestny úplný kód BPEJ |
|
XX |
|
|
|
| kód klimatického regiónu | 00 - 10 |
| XX |
|
|
| kód hlavnej pôdnej jednotky | 00 - 99 |
|
| X |
|
| kód svahovitosti, expozície | 0 - 9 |
|
|
| X |
| kód skeletovitosti, hĺbky pôdy | 0 - 9 |
|
|
|
| X | kód zrnitosti pôdy | 1 - 5 |
XX | XX |
|
|
| kód hlavnej pôdno-klimatickej jednotky | 0001- 1098 |
Tab. 1: Štruktúra kódu BPEJ podľa Linkeš a kol.(1996)
Okrem máp BPEJ druhou nemenej dôležitou súčasťou BIS-P je bonitačná banka dát. Túto databázovú časť spravuje, udržuje Výskumný ústav ekonomiky poľnohospodárstva a potravinárstva /VÚEPP/ a v spolupráci s našimi pracoviskami /VÚPU/ sa realizuje nepretržitá aktualizácia tejto banky dát. Táto databáza obsahuje údaje o všetkých BPEJ podľa jednotlivých užívateľov, resp. vlastníkov, ale aj podľa administratívnych jednotiek /katastrálne územia, obce, okresy a kraje/, údaje o výmere jednotlivých druhov poľnohospodárskych pozemkov a spôsobe ich využívania, údaje získané dešifrovaním kódu BPEJ /klíma, zrnitosť pôd.../. Databáza obsahuje aj blok ekonomických informácií, údaje o produkčnom potenciáli 15 najviac pestovaných plodín v SR, priemerných cenách poľnohospodárskych pôd, či už podľa užívateľov alebo podľa administratívnych jednotiek.
Na základe údajov z BIS-P možno objektívne stanoviť dane, ceny pôdy, diferenciálne príplatky, ceny pôdy, odvodzovať predpokladané produkčné parametre jednotlivých pôd, zisťovať stupeň náchylnosti určitej pôdy na vodnú a veternú eróziu a podobne. Dešifrovaním kódov BPEJ možno kvantifikovať podľa príslušných kategórií vybrané pôdne vlastnosti: klimatický región, hlavné pôdne jednotky, svahovitosť, skeletovitosť, zrnitosť. BIS-P slúži aj ako nástroj na evidenciu jednotlivých BPEJ, ich priestorové rozmiestnenie, zastúpenie jednotlivých BPEJ podľa výmery v rámci administratívnych jednotiek alebo podľa užívateľov. V konečnom dôsledku môže byť BIS-P nástrojom na podporu rozhodovania pri optimalizácii PPF v Slovenskej republike.
Obr. 2: Implementácia Bonitačného informačného systému o pôde v prostredí ArcView pri tvorbe mapy pôdnych typov v záujmovom území a využitie ďalších informácií, napr. fotografií, grafov, schém vertikálnych profilov pôd a iné
Keďže "klasické" terestrické metódy sú v mnohých prípadoch oproti diaľkovému prieskumu Zeme /DPZ/ veľmi náročné na čas, organizačno-technické zabezpečenie a i tak častokrát dochádza pri nich k viacerým nepresnostiam či už náhodným alebo systematickým ako aj polohovým a atribútovým, očakáva sa, že aj na našich pracoviskách sa budú viac aplikovať družicové, najmä však letecké snímky /čiernobiele alebo farebné/. Bude to mať podstatné zefektívnenie a progresivitu práce či už samotného BIS-P /napr. upresnenie hraníc, ale aj kódov BPEJ, hlavne čo sa týka parametrov: sklonitosť a expozícia georeliéfu a následne tým i bonity pôdy/ ale aj iných IS o pôde /napr. Čiastkový monitorovací systém - Pôda/. Metódy DPZ, ktorej produktami sú spomínané letecké a družicové snímky majú oproti klasickým pozemným metódam vyššiu polohopisnú a vyškopisnú presnosť, vyššiu informačnú hodnotu, sú objektívnejšie na rozdiel od pozemných metód, a čo je v niektorých prípadoch asi najdôležitejšie, zobrazujú aktuálny stav skúmaného územia. Letecké a družicové snímky sú i pre oblasť ochrany a monitoringu pôd, ako aj pre samotné poľnohospodárstvo veľkým prínosom, či je to inventarizácia, optimalizácia alebo racionalizácia PPF, identifikácia pôd postihnutých eróziou, zamokrením, príp. ekologickou haváriou, zmeny v spôsobe využitia poľnohospodárskej krajiny za určité časové horizonty, identifikácia jednotlivých poľnohospodárskych plodín, prognózovanie úrod a i. V súčasnosti prebieha na Slovensku tvorba registra produkčných blokov na poľnohospodárskej pôde /Land Parcel Identification System-LPIS/, pri ktorom práve ortofotomapy zohrávajú veľmi dôležitú úlohu, ako zdroj informácií o poľnohopodárskych plochách, spôsobe ich využívania, kontrolný a štatistický nástroj pre rezort poľnohospodárstva a. i.
Obr. 3: Praktické využitie leteckých snímok /fotomozaika/ pri upresňovaní hraníc bonitovaných pôdno-ekologických jednotiek
Keďže pôda patrí k neobnoviteľným, ale aj neoceniteľným prírodným zdrojom pre samotné ľudstvo, záleží len na nás, ako ju budeme efektívne využívať, obhospodarovať a v akom stave ju zanecháme aj nasledujúcim generáciám.